DE2742772A1 - DRIVE DEVICE FOR ELECTRIC CIRCUIT BREAKERS - Google Patents
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser ZeichenSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark
Berlin und München VPA 77 P 3802 BRDBerlin and Munich VPA 77 P 3802 BRD
Die Erfindung befaßt sich mit einer Antriebsvorrichtung für elektrische Leistungsschalter mit an einer Welle mittels eines
Kurbelarmes angreifenden Kraftspeicherfedern, die in gespanntem Zustand verklinkbar sind.
5The invention relates to a drive device for electrical circuit breakers with energy storage springs which act on a shaft by means of a crank arm and which can be latched in the tensioned state.
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Eine Antriebsvorrichtung dieser Art ist beispielsweise in der DT-OS 22 36 788 beschrieben. Im allgemeinen werden von solchen AntriebsVorrichtungen folgende Schaltvorgänge verlangt: Sofortiges Einschalten durch einen Einschaltbefehl an dem Schalter selbst oder durch Fernbetätigung in einer Schaltwarte, sofortiges Ausschalten, gleichfalls durch einen am Schalter selbst oder in einer Schaltwarte abgegebenen Schaltbefehl sowie auch selbsttätiges Ein- und Ausschalten in Abhängigkeit von Schutz- oder Sicherheitseinrichtungen.A drive device of this type is described in DT-OS 22 36 788, for example. Generally from such Drive devices requires the following switching operations: Immediate switch-on by a switch-on command on the Switch itself or by remote control in a control room, immediate switch-off, also by one at the switch switching command issued itself or in a control room as well as automatic switching on and off depending on of protective or safety devices.
Besonders im Hinblick auf die häufig verlangte Kurzunterbrechung müssen die Antriebsvorrichtungen imstande sein, unmittelbar nach einer Ausschaltung wieder einzuschalten und danach nochmals zu unterbrechen, falls ein Fehler durch die Kurzunterbrechung nicht beseitigt werden konnte.Particularly in view of the frequently required short interruption, the drive devices must be able to immediately after switch it on again after a switch-off and then interrupt it again, if an error due to the short interruption does not occur could be eliminated.
Die Antriebsenergie für diese Schalthandlungen wird in Federn gespeichert, die durch eine Spannvorrichtung, ζ. Β. einen Motorantrieb, gespannt werden können. Werden die Antriebsvorrichtungen so ausgebildet, daß die zum Ausschalten benötigte Energie von den Einschaltfedern aufgebracht und beim Einschaltvorgang aufThe drive energy for these switching operations is stored in springs that are held in place by a tensioning device, ζ. Β. a motor drive, can be tensioned. If the drive devices are designed so that the energy required for switching off applied to the switch-on springs and on during the switch-on process
Et 3 Sho / 15.9.1977 909812/0588Et 3 Sho / 9/15/1977 909812/0588
- 2r- VPA 77 P 3802 BRD- 2r- VPA 77 P 3802 BRD
die Ausschaltfeder übertragen wird, so werden an den die Einschaltfedern enthaltenden Teil der Antriebsvorrichtungen hohe Anforderungen hinsichtlich des Energieinhaltes und der mechanischen Zuverlässigkeit gestellt. Diese Ansprüche sind um so schwieriger zu befriedigen, je größer die verlangte elektrische Schaltleistung der Leistungsschalter ist. Insbesondere werden die von der Antriebsvorrichtung ausgehenden Erschütterungen des gesamten Schalters zu einem erheblichen Problem, weil hierdurch nicht nur alle Teile mechanisch stark beansprucht werden, sondern auch die empfindlicheren Teile des Leistungsschalters, wie Hilfsschalter, Relais, Schütze, Auslöser u. dgl., in ihrer Funktion beeinträchtigt werden können.the switch-off spring is transferred, the switch-on springs are connected to containing part of the drive devices high requirements in terms of energy content and mechanical Reliability provided. The greater the required electrical switching capacity, the more difficult it is to meet these requirements the circuit breaker is on. In particular, the vibrations emanating from the drive device of the entire Switch becomes a significant problem because it not only puts a lot of mechanical stress on all parts, but also on the more sensitive parts of the circuit breaker, such as auxiliary switches, Relays, contactors, triggers, etc., can be impaired in their function.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, die bei gesteigerter Leistungsfähigkeit raumsparend aufgebaut werden kann und erschütterungsarm arbeitet. Gemäß der Erfindung ist hierzu vorgesehen, daß zwei Gruppen parallelgeschalteter Schraubenfedern an um 180° versetzten gegenüberliegenden Kurbelarmen der Welle angreifen und daß zwischen den Kurbelarmen eine Spannvorrichtung für die Federn angreift. Durch parallelgeschaltete Federn läßt sich auf verhältnismäßig geringem Raum eine große Energie speichern. Bei der Bewegung dieser Federgruppen entsteht nur eine geringe Unwucht, da sich die Massenkräfte bezüglich der Welle im wesentliehen ausgleichen. Ferner läßt sich die Welle bei dieser Anordnung kurz und stabil ausführen, weil die Federgruppen einander nicht behindern und daher die Kurbelarme und die Spannvorrichtung, z. B. ein Klinkenrad, mit geringem axialem Abstand angeordnet sein können.The invention is based on the object of a drive device to create the type mentioned, which can be set up in a space-saving manner with increased performance and low-vibration is working. According to the invention it is provided for this purpose that two groups of helical springs connected in parallel to 180 ° attack offset opposite crank arms of the shaft and that a jig for the between the crank arms Attacks feathers. With springs connected in parallel, a large amount of energy can be stored in a relatively small space. at the movement of these spring groups creates only a slight imbalance, since the inertial forces with respect to the shaft are essentially one another balance. Furthermore, with this arrangement, the shaft can be made short and stable because the groups of springs meet one another do not hinder and therefore the crank arms and the clamping device, z. B. a ratchet wheel, arranged with a small axial distance could be.
An sich ist es bei Antriebsvorrichtungen für Leistungsschalter bekannt, parallelgeschaltete Schraubenfedern zu verwenden (US-PS 3 723 686). Dabei ist jedoch nicht erkannt worden, daß erst die Verwendung zweier gleicher Federgruppen, die an um 180° versetzten Kurbelarmen einer Welle angreifen, bei großer Federenergie eine Arbeitsweise mit geringen Erschütterungen ergibt.It is known per se in drive devices for circuit breakers to use helical springs connected in parallel (U.S. Patent 3,723,686). However, it has not been recognized that only the use of two identical spring groups, which at 180 ° attack offset crank arms of a shaft, with high spring energy results in a mode of operation with low vibrations.
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VPA 77 P 3802 BRD Es sind auch Sprungantriebe bekannt geworden (Siemens-Betriebsanleitung SW 8378-220 für Lasttrennschalter 3 CB), bei denen an einander gegenüberliegenden Kurbelarmen einer Welle je eine Schraubenfeder angreift. Diese Antriebsvorrichtungen können nicht die eingangs beschriebenen Schaltvorgänge ausführen und die für Leistungsschalter benötigte Energie speichern. Sie bilden daher keine Anregung zur Schaffung einer Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung.VPA 77 P 3802 BRD Jump drives are also known (Siemens operating instructions SW 8378-220 for switch disconnectors 3 CB), in which one shaft each on opposite crank arms attacks a coil spring. These drive devices can do not perform the switching operations described above and store the energy required for circuit breakers. they form therefore no suggestion to create a drive device according to the invention.
Versuche haben ergeben, daß mit Hilfe von je vier parallelgeschalteten Schraubenfedern die für Mittelspannungs-Leistungsschalter erforderliche Antriebsenergie bei geringem Raumbedarf bereitgestellt werden kann.Tests have shown that with the help of four parallel-connected Coil springs for medium voltage circuit breakers Required drive energy with little space requirement can be provided.
Zur Erlangung kleiner Abmessungen und günstiger mechanischer Beanspruchungen trägt es ferner bei, wenn der Antrieb der gespeicherten Federkräfte an einem der Kurbelarme erfolgt und die Lagerung der Welle zwischen den Kurbelarmen liegt.To achieve small dimensions and favorable mechanical loads, it also helps if the drive of the stored Spring forces take place on one of the crank arms and the bearing of the shaft is between the crank arms.
Als Kraftspeicherfedern können in bekannter Weise Schraubendruckfedern dienen. Diese können zwischen einem ortsfesten und einem geradlinig geführten Widerlager abgestützt sein, das durch eine Zugstange mit je einem der Kurbelarme verbunden ist.As energy storage springs, helical compression springs can be used in a known manner to serve. These can be supported between a stationary and a linearly guided abutment, which is supported by a Drawbar is connected to each one of the crank arms.
Die Längsachse der Federanordnung kann gegenüber der Ebene des Gehäuses geneigt sein. Diese Neigung braucht nur wenige Y/inkelgrade zu betragen und bewirkt, daß der Innenraum der üblicherweise quaderförmigen Gehäuse besser ausnutzbar ist.The longitudinal axis of the spring arrangement can be inclined with respect to the plane of the housing. This inclination only needs a few degrees to be and has the effect that the interior of the usually cuboid housing can be better utilized.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the figures Embodiment explained in more detail.
Die Fig. 1 zeigt eine Ansicht einer Antriebsvorrichtung für einen Mittelspannungs-Leistungsschalter der ölarmen Bauart. 351 shows a view of a drive device for a medium-voltage circuit breaker of the low-oil type. 35
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1.
Flg. 3 ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung.Flg. 3 is a side view of the drive device.
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Die Antriebsvorrichtung ist in einem Gehäuse untergebracht, das einen tragenden Gehäuseteil 1 von wannenförmiger Gestalt mit einem ebenen Boden 2 und vier Seitenv/änden 3» 4, 5 und 6 aufweist. An dem Boden 2 sind Profilschienen 7 und 8 angeschweißt, die zur Befestigung von Stützisolatoren dienen, an denen die Polsäulen des Leistungsschalters angebracht werden können. Hierzu sind die Profilschienen mit schrägen Einschnitten 10 versehen. Wie später noch erläutert wird, wird der Antriebsmechanismus durch eine Abdeckhaube 60 vor äußeren Einflüssen geschützt.The drive device is housed in a housing which has a supporting housing part 1 of trough-shaped shape a flat base 2 and four side walls 3 »4, 5 and 6. On the bottom 2 profile rails 7 and 8 are welded, which are used to attach post insulators to which the Pole pillars of the circuit breaker can be attached. For this purpose, the profile rails are provided with inclined incisions 10. As will be explained later, the drive mechanism is protected from external influences by a cover hood 60.
Von einer Darstellung des kompletten Leistungsschalters kann im Rahmen dieser Beschreibung abgesehen werden, weil die aus der Antriebsvorrichtung, den Stützisolatoren und den Polsäulen bestehende Anordnung allgemein bekannt ist und beispielsweise der DT-AS 15 AO 439 entnommen werden kann.A representation of the complete circuit breaker can be dispensed with in the context of this description because the from the Drive device, the post insulators and the pole columns existing Arrangement is generally known and, for example, the DT-AS 15 AO 439 can be found.
Die Antriebsverrichtung ist nach dem Prinzip des Federspeicherantriebes aufgebaut. Sie besitzt dementsprechend Schraubenfedern 11, die in zwei Gruppen 12 und 13 zu je vier Schraubenfedern 11 angeordnet sind. Die Schraubenfedern 11 stützen sich einerseits an ortsfesten Widerlagern 14 und 15 und andererseits an beweglichen Widerlagern 16 und 17 ab, die durch Je eine Zugstange 20 bzw. 21 mit einem Kurbelarm 22 bzw. 23 einer Spannv/elle 24 verbunden sind. Die Schraubenfedern 11 sind mit ihren beweglichen Widerlagern 16 und 17 an Führungsstangen 25 geführt, die sich Jeweils zwischen dem ortsfesten Widerlager 14 bzw. 15 und einem zugehörigen Tragwinkel 26 bzw. 27 erstrecken.The drive mechanism is based on the principle of the spring-loaded drive built up. Accordingly, it has coil springs 11, which are divided into two groups 12 and 13 of four coil springs 11 each are arranged. The coil springs 11 are supported on the one hand on stationary abutments 14 and 15 and on the other hand on movable abutments 16 and 17, each of which is connected by a pull rod 20 or 21 is connected to a crank arm 22 or 23 of a clamping v / elle 24 are. The coil springs 11 are guided with their movable abutments 16 and 17 on guide rods 25, which Each between the stationary abutment 14 or 15 and an associated support bracket 26 or 27 extend.
In der gezeigten Stellung sind die Schraubenfedern 11 entspannt.In the position shown, the coil springs 11 are relaxed.
Die Fig. 2 läßt erkennen, daß die Längsachse der Federanordnung unter einem Winkel von einigen Grad zu dem Boden des Gehäuseteiles 1 steht und daß die Haltewinkel 26 und 27 dementsprechend eine unterschiedliche Gestalt aufweisen. Durch die Schräglage der Federanordnung wird im unteren Teil der Antriebsvorrichtung der zur Unterbringung weiterer Teile benötigte Raum geschaffen.2 shows that the longitudinal axis of the spring arrangement is at an angle of a few degrees to the bottom of the housing part 1 is and that the bracket 26 and 27 accordingly have a different shape. Due to the incline the spring arrangement, the space required to accommodate further parts is created in the lower part of the drive device.
Ausgehend von der gezeigten Stellung kann die Spaxinwelle 24 in ihren Lagern 30 und 31 durch ein auf ihr befestigtes KlinkenradStarting from the position shown, the spin shaft 24 in their bearings 30 and 31 by a ratchet wheel attached to it
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schrittweise gedreht werden, bis sich ein gleichfalls auf der Spannwelle 24 befestigter Hebel 33 mit einer an seinem Ende angebrachten Rolle 34 an eine Anschlagfläche 36 eines schwenkbar gelagerten Anschlaghebels 35 anlegt. Durch die Lage der Anschlagfläche 36 ist dafür gesorgt, daß sich die Rolle 34 kurz nach dem Überschreiten der Totpunktstellung der Spannwelle 24 bezüglich der Kräfte der Federn 11 anlegt. Zur Freigabe der gespannten Spannwelle 24 kann der Anschlaghebel 35 mittels der Auslösewelle 37 und eines an ihr befestigten Hebels geschwenkt werden, bis die Rolle 34 von der Anschlagfläche 36 abgleitet.be rotated step by step until a lever 33, which is also fastened on the tensioning shaft 24, is attached to a lever at its end Roller 34 rests against a stop surface 36 of a pivotably mounted stop lever 35. Due to the location of the stop surface 36 it is ensured that the roller 34 is related to the tensioning shaft 24 shortly after the dead center position has been exceeded the forces of the springs 11 applies. To release the tensioned tensioning shaft 24, the stop lever 35 can be activated by means of the release shaft 37 and a lever attached to it are pivoted until the roller 34 slides off the stop surface 36.
Die schrittweise Drehung des Klinkenrades 32 kann entweder durch einen Motor und eine durch diesen hin- und hergehend bewegbare Schubklinke erfolgen oder von Hand durch den auf der Spannwelle 24 gelagerten Spannhebel 40, der durch eine nicht gezeigte einsteckbare Stange verlängerbar sein kann.The gradual rotation of the ratchet wheel 32 can either by a motor and a pawl that can be moved back and forth through it, or by hand through the on the tensioning shaft 24 mounted clamping lever 40, which can be extended by an insertable rod, not shown.
Die bei der Entklinkung der Spannwelle 24 freiwerdende Kraft der Federn 11 wird durch eine an dem Kurbelarm 22 der Spannwelle 24 gelagerte Rolle 41 und einen Kulissenhebel 42 auf eine Schalterwelle 43 übertragen, die sich über die ganze Breite des tragenden Gehäuseteiles 1 erstreckt und die in den Seitenwänden 4 und 6 gelagert ist. Zur Verbindung des Kulissenhebels 42 und der Schalterwelle 43 dient dabei eine einstellbare Kupplung 44. Die Drehung der Schalterwelle 43 ist durch Anschläge 45 und 46 begrenzt, an die sich auf der Schalterwelle 43 befestigte Hebel 47 und 48 anlegen können. Der Hebel 47 ist zugleich mit einem Zapfen 50 versehen, mit dem in bekannter Weise eine aus Isolierstoff bestehende Antriebsstange für eine der Polsäulen des Leistungsschalters verbunden werden kann.The force of the springs 11 released when the tensioning shaft 24 is released is controlled by a force on the crank arm 22 of the tensioning shaft 24 mounted roller 41 and a link lever 42 transferred to a switch shaft 43, which extends over the entire width of the supporting Housing part 1 extends and which is mounted in the side walls 4 and 6. For connecting the link lever 42 and the switch shaft 43 is an adjustable clutch 44. The rotation of the switch shaft 43 is limited by stops 45 and 46, to which levers 47 and 48 attached to the switch shaft 43 can apply. The lever 47 is at the same time with a pin 50 provided, with which in a known manner a drive rod made of insulating material for one of the pole columns of the circuit breaker can be connected.
Die Schalterwelle 43 trägt noch einen weiteren Kurbelarm 51» an dem das eine Ende einer Ausschaltfeder 52 angreift, deren anderes Ende sich an einem ortsfesten Widerlager 53 abstützt. Zur Führung der Ausschaltfeder 52, die als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, dienen teleskopartig ineinandergreifende Führungsstangen 54 und 55. Die Ausschaltfeder 52 wird bei der schon beschriebenen Einschaltbewegung infolge der Drehung der Schalterwelle 43 ge-The switch shaft 43 carries a further crank arm 51 » which one end of an opening spring 52 engages, the other end of which is supported on a stationary abutment 53. For guidance the switch-off spring 52, which is designed as a helical compression spring, are used telescopically interlocking guide rods 54 and 55. The switch-off spring 52 is activated during the switch-on movement already described as a result of the rotation of the switch shaft 43
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VPA 77 P 3802 BRD spannt und in gespanntem Zustand durch eine.Verklinkung der Schalterwelle 43 festgehalten. Diese Verklinkung besteht aus einem auf der Schalterwelle 43 sitzenden Rollenhebel 56 und einem in üblicher Weise durch selbsttätige Auslöser oder von Hand freigebbaren Anschlag. VPA 77 P 3802 BRD tensioned and held in the tensioned state by a latch on the switch shaft 43. This latching consists of a roller lever 56 seated on the switch shaft 43 and a stop which can be released in the usual way by automatic triggers or by hand.
Die Antriebsvorrichtung ist in der Lage, eine sogenannte Kurzunterbrechung durchzuführen, d. h. die unmittelbar aufeinanderfolgende Schaltfolge Aus-Ein-Aus. In der Einschaltstellung sind nämlich die Ausschaltfeder 52 und die Einschaltfeder 11 gespannt, weil in bekannter Weise dafür gesorgt ist, daß unmittelbar nach Entklinkung der Einschaltfedern 11 die selbsttätige Spannvorrichtung eingeschaltet wird. Es kann daher sofort nach einer vollzogenen Ausschaltung der Einschaltbefehl durch Betätigung der Auslösewelle 37 gegeben werden, worauf der Schalter bei gleichzeitiger Spannung der Ausschaltfeder 52 eingeschaltet wird. Ebenfalls unmittelbar anschließend kann die Verklinkung der Schalterwelle freigegeben werden, worauf der Schalter wieder ausgeschaltet wird.The drive device is capable of a so-called short interruption to perform, d. H. the immediately successive switching sequence off-on-off. Are in the on position namely the opening spring 52 and the closing spring 11 tensioned, because it is ensured in a known manner that immediately after unlocking the closing springs 11, the automatic tensioning device is switched on. The switch-on command can therefore be issued immediately after the switch-off has been completed by actuating the Trip wave 37 are given, whereupon the switch is turned on with simultaneous tensioning of the opening spring 52. Likewise immediately afterwards the latching of the switch shaft can be released, whereupon the switch is switched off again will.
Die in dem tragenden Gehäuseteil 1 untergebrachten bzw. daran gelagerten Antriebsteile sind, wie die Fig. 3 zeigt, durch eine Haube 60 abgedeckt, die aus einem dünnwandigen metallischen Werkstoff oder aus einem geeigneten Kunststoff bestehen kann. An mehreren Stellen der Haube 60 sind Abwinkelungen bzw. Ansätze 61 vorgesehen, die sich gegen den Rand der Seitenwände des tragenden Gehäuseteils 1 legen und dadurch die gegenseitige Lage des Gehäuseteils 1 und der Haube 60 bestimmen. An dein Gehäuseteil 1 sind außerdem Zungen 62 mit Öffnungen 63 angebracht, die über in der Nähe des Randes der Haube 60 angebrachte Vorsprünge 64 greifen können. Das Material der Haube 60 ist im Bereich dieser Vorsprünge 64 elastisch verformbar, so daß die Haube 60 auf die Zungen 62 aufgeschnappt werden kann. Es können auch hiervon abwei- - chende Befestigungsmittel vorgesehen sein.The drive parts housed in the supporting housing part 1 or mounted thereon are, as FIG. 3 shows, by a Cover 60 covered, which can consist of a thin-walled metallic material or a suitable plastic. On several Places of the hood 60 bends or lugs 61 are provided, which are against the edge of the side walls of the load-bearing Place housing part 1 and thereby determine the mutual position of housing part 1 and hood 60. On your housing part 1 tongues 62 with openings 63 are also attached, which engage over projections 64 attached in the vicinity of the edge of the hood 60 can. The material of the hood 60 is elastically deformable in the area of these projections 64, so that the hood 60 on the tongues 62 can be snapped on. Fastening means deviating therefrom can also be provided.
Die Fig. 3 läßt erkennen, daß die Teilfuge zwischen dem tragenden Gehäuseteil 1 und der Haube 60 parallel zu der Grundfläche des Gehäuses verläuft und die Gesamttiefe 65 des Gehäuses der Antriebs-Fig. 3 shows that the parting line between the supporting housing part 1 and the hood 60 runs parallel to the base of the housing and the total depth 65 of the housing of the drive
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VPA 77 P 3802 BRD vorrichtung etwa im Verhältnis 1 : 2 unterteilt, d. h. etwa ein Drittel der Tiefe entfällt auf den tragenden Gehäuseteil 1 und zwei Drittel entfallen auf die Haube. Diese Gestaltung ergibt sich aus dem Gedanken, den tragenden Gehäuseteil nur entsprechend der zur Aufnahme der Antriebsteile erforderlichen Festigkeit zu bemessen und für die Abdeckung eine nur dieser Aufgabe angepaßte Haube zu verwenden. Die Antriebsteile ragen bei dieser Gestaltung des tragenden Gehäuseteils über dessen Konturen so weit hinaus, daß sie von allen Seiten sehr gut zugänglich sind. Dies erleichtert sowohl den Zusammenbau der Teile während der Fertigung als auch die spätere Inspektion und Wartung.VPA 77 P 3802 BRD device divided approximately in the ratio 1: 2, d. H. about a One third of the depth is accounted for by the load-bearing housing part 1 and two thirds are accounted for by the hood. This design results from the idea of only adding the load-bearing housing part in accordance with the strength required to accommodate the drive parts dimensioned and to use a hood adapted only for this task for the cover. The drive parts protrude in this design of the supporting housing part beyond its contours so far that they are very easily accessible from all sides. This makes it easier both the assembly of the parts during production and the subsequent inspection and maintenance.
5 Ansprüche
3 Figuren5 claims
3 figures
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